改进切线模量的非线性弹性模型.pdf

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1、第41卷第4期煤田地质与勘探V_01．41NO．42013年8月CoALGE0哑0GY&删0R1oNAug．2013文章编号：1001-1986(2013)04—0050-06改进切线模量的非线性弹性模型吴明1,2，彭建兵，一，黄强兵1,2邓亚虹1,2，冷艳秋，(1．长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室，陕西西安710054；2．长安大学地质工程系，陕西西安710054)摘要：为了更好的反映基坑开挖后土体的变形非线性特性，采用幂函数描述土体剪切过程中切线模量随主应力差值增大而衰减的过程。积分得到主应力差值和应变的数学表达式，其反映的数学规律符合一般土力学模型

2、的要求。对应于不同的幂指数，该表达式可以很好拟合三轴试验应力一应变曲线。基于Duncan．Chang模型参数确定的方法，提出了本文模型参数的确定方法。在通用有限元软件基础上二次开发了模型的计算程序。应用于某基坑变形的计算结果表明，本文提出的模型比Duncan．Chang模型能更好的预测围护结构的变形。关键词：非线性弹性模型；改进切线模量；二次开发；基坑工程中图分类号：TU43文献标识码：ADOI：10．3969~．issn．1001—1986．2013．04．013NonlinearelasticmodelmodifyingtangentmodulusWUM，PENG

3、Jianbing，HUANGQiangbing，DENGYahong，LENGYanqiu，(1．KeyLaboratoryofWesternChma~MineralResourcesandGeologicalEngineering,MinistryofEducation，Chang'anUniversity，Xi'an710054，China；2．SchoolofGeologicalEngineeringandGeomatics，Chang'anUniversity，Xi'an710054，China)Abstract：Toreflectwellthenonline

4、ardeformationcharacterofsoilduringexcavation，powerfunctionwasem—ployedtodescribetheprocessoftangentmodulusdecaywiththeprincipalstressdifferencedecreasingduringtheshearingprocessofsoil．Themathematicalexpressionsbetweenprincipalstressdifferenceandstrainwereattainedbyintegration，whichwasco

5、nsistentwiththerequirementofgeneralsoilmode1．Theexpressionswithdifferentpowerexponentscouldfitstress-straincurvesoftriaxialtest．BasedonthemethoddefiningbyparametersofDun-can—Changmodel，theparametersofmodelwereputforward．Ontheplatformofageneralfiniteelementsoftwarethecomputingprogramsfor

6、themodelwereredeveloped，whichwasemployedtoprecastdeepexcavationdeformation．TheresultsshowthemodelproposedcanpredictbettertheenclosuredeformationthanDuncan—Changmode1．Keywords：nonlinearelasticmodel；improvedtangentmodulus；redevelopment；excavationengineering．Duncan[1]首次应用有限元法对边坡开挖的性状很好的描述偏

7、应力差和轴向应变，引入“半值强度指进行了分析，通过与实测资料对比，认为有限元法可数”概念建立了土体应力应变曲线的数学特征方程，以较好地预测边坡开挖。接下来许多学者基于分析了双曲线应力应变模型的数学缺陷，建立了土体Duncan—Chang模型研究了基坑工程的相关问题州，应力一应变曲线的3参数新模型，改进了土体的切线积累了许多工程经验。但是，研究发现Kondner[】模量表达，给出了参数确定方法，并对三轴试验结果的双曲线假设不能完全反映原状土的应力一应变关进行了模拟。殷德顺【l】认为Duncan．Chang模型基于系。因此，许多学者基于Duncan—Ch